RU210350U1

RU210350U1 - Disc with adaptive braking torque

Info

Publication number: RU210350U1
Application number: RU2021139450U
Authority: RU
Inventors: Павел Игоревич Рыженко; Роман Николаевич Поляков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Энергия Крайнего Севера - Ветер"
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-04-08

Abstract

Диск с адаптивно изменяемым тормозным моментом предназначен для ограничения частоты вращения ветряного колеса при больших ветровых нагрузках. В диске имеются внутренние радиальные отверстия, в которых размещены грузы, закрепленные у основания с помощью пружин и постоянных магнитов, таким образом, что грузы способны совершать поступательное движение от центра к периферии под действием центробежной силы и обратное поступательное движение от периферии к центру под действием силы упругости пружины. При этом отверстия имеют открытую периферийную часть, сопряжённую с наружным кольцом, выполненным из фрикционного материала, таким образом, что при больших частотах вращения грузы смещаются от центра к периферии и контактируют с кольцом из фрикционного материала, создавая тормозной момент.A disk with adaptively variable braking torque is designed to limit the speed of the wind wheel under high wind loads. The disc has internal radial holes in which weights are placed, fixed at the base with the help of springs and permanent magnets, so that the weights are able to perform translational movement from the center to the periphery under the action of centrifugal force and reverse translational movement from the periphery to the center under the action of force spring elasticity. In this case, the holes have an open peripheral part mating with the outer ring made of friction material, so that at high speeds the loads are displaced from the center to the periphery and come into contact with the ring made of friction material, creating a braking torque.

Description

Полезная модель относится к области возобновляемых источников энергии, в частности ветроэнергетики и ветроэлектрических установок.The utility model relates to the field of renewable energy sources, in particular wind energy and wind power plants.

Назначение полезной моделиPurpose of the utility model

Ограничение частоты вращения ветряного колеса при больших ветровых нагрузках.Limiting the speed of the wind wheel at high wind loads.

В качестве прототипа данного технического решения выбрано ветряное колесо, содержащее лопасти с внутренними радиальными отверстиями, в которых размещены грузы, закрепленные у основания с помощью пружин и постоянных магнитов, таким образом, что грузы способны совершать поступательное движение от центра к периферии под действием центробежной силы и обратное поступательное движение от периферии к центру под действием силы упругости пружины, что позволяет увеличить запасенную кинетическую энергию и повысить энергоэффективность ветряного колеса за счет использования эффекта саморегулируемого момента инерции ветряной турбины (см. патент RU 2696161 C2, МПК F03 D9/02, опубликовано 31.07.2019 г.).As a prototype of this technical solution, a wind wheel was chosen, containing blades with internal radial holes, in which loads are placed, fixed at the base with the help of springs and permanent magnets, so that the loads are able to perform translational movement from the center to the periphery under the action of centrifugal force and reverse translational movement from the periphery to the center under the action of the elastic force of the spring, which allows you to increase the stored kinetic energy and improve the energy efficiency of the wind wheel by using the effect of the self-regulating moment of inertia of the wind turbine (see patent RU 2696161 C2, IPC F03 D9 / 02, published on 31.07. 2019).

Фиг.1 Диск с адаптивно изменяемым тормозным моментом: положение малой нагрузки (слева); положение высокой нагрузки (справа)1 Disc with adaptively variable braking torque: light load position (left); high load position (right)

Диск 1 содержит пазы 2 (каналы), в которых закреплены пружины 3, к которым прикреплены грузы 4, на максимальных радиусах закреплены постоянные магниты 5. Грузы своей торцевой сферической частью могут контактировать с кольцом 6, выполненным из материала с высоким коэффициентом трения.Disk 1 contains grooves 2 (channels) in which springs 3 are fixed, to which weights 4 are attached, permanent magnets 5 are fixed at maximum radii. Weights with their end spherical part can contact ring 6, made of a material with a high coefficient of friction.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Диск 1 закрепляется на выходном валу ветрогенератора, параметры грузов 4 и пружины 3 подбираются таким образом, чтобы при больших ветровых нагрузках груз 4 под действием центробежных сил смещается и прижимается к неподвижному кольцу 6, что создает противодействующий момент трения и тормозит ветроколесо.The disk 1 is fixed on the output shaft of the wind generator, the parameters of the weights 4 and the spring 3 are selected in such a way that, under high wind loads, the weight 4 is displaced and pressed against the fixed ring 6 under the action of centrifugal forces, which creates a counteracting friction moment and slows down the wind wheel.

При этом за счет высокого трения выделяется значительное тепло, что может быть использовано в мобильном ветрогенераторе-трансформере при монтаже посередине палатки как основной элемент крепления тентов, так и как дополнительный элемент обогрева.At the same time, due to high friction, significant heat is generated, which can be used in a mobile transformer wind generator when mounted in the middle of the tent as the main element for attaching awnings, and as an additional heating element.

Магнитная сила постоянных магнитов 5 может быть подобрана таким образом, чтобы удерживать грузы 4 на максимальном радиусе и в контакте с кольцом 6, и при уменьшении ветра, обеспечивая более плавное регулирование тормозного момента (обеспечивая достаточную силу прижатия при снижении частоты вращения).The magnetic force of the permanent magnets 5 can be adjusted to keep the masses 4 at their maximum radius and in contact with the ring 6, even when the wind is decreasing, providing a smoother control of the braking torque (providing sufficient pressing force when reducing the speed).

Claims

A disk with adaptively variable braking torque, consisting of a disk with internal radial holes in which weights are placed, fixed at the base with springs and permanent magnets, in such a way that the weights are able to perform translational movement from the center to the periphery under the action of centrifugal force and reverse translational movement from the periphery to the center under the action of the elastic force of the spring, characterized in that the holes have an open peripheral part conjugated with the outer ring made of friction material, in such a way that at high speeds the loads are displaced from the center to the periphery and come into contact with the ring made of friction material, creating a braking torque.